铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析

D0L:10.13374f.issn1001-053x.2011.s1.011 第33卷增刊1 北京科技大学学报 Vol.33 Suppl.1 2011年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2011 铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析 吴巍倪冰刘壮壮 中国钢研科技集团冶金工艺研究所，北京100081 ☒通信作者，E-mail:wuwei0(98@163.com 摘要铁水预处理脱钛已被应用到实际生产中，铁水中的硅、锰、碳、磷在脱钛的同时都存在被氧化的可能。热力学计算和 热模拟实验表明，铁水温度越低越有利于脱钛反应的进行.脱钛时，铁水中硅含量随钛含量的变化呈正比例下降，锰、磷含量 变化与钛含量变化关系不大，铁水中碳的氧化主要受铁水温度影响，温度越高碳越容易氧化.要做到深脱钛，需要控制得到 更低的铁水硅含量、更低的铁水温度以及抑制碳的氧化 关键词铁水预处理：脱钛；脱硅：脱碳 分类号TF533.21 Thermodynamic calculation and experimental study of de-titanium in hot metal pretreatment WU Wei☒，NI Bing,LIU Zhuang--huang Metallurgical Tecnology Institute,China Iron and Steel Research Institute Group.Beijing 100081.China Corresponding author,E-mail:wuwei098@163.com ABSTRACT De-titanium of hot metal pretreatment has been applied in the metallurgy industry.Carbon,silicon,manganese,and phosphorus may be oxidized during the process of de-titanium.The thermodynamic calculation and thermal simulation experiment show that low temperature is beneficial for the de-titanium reaction.The content of silicon in hot metal declines proportionally to the content of titanium,while the contents of carbon and manganese change little.The oxidization of carbon in hot metal depends on the tempera- ture,and the higher the temperature,the easier the oxidization of carbon.To remove more titanium,a lower content of silicon and a lower temperature of hot metal are requisite.Apart from these,it also needs to control the oxidation of carbon. KEY WORDS hot metal pretreatment;de-titanium;desilication;decarburization 钢中钛与氨或氧生成Ti(C.N)或Ti02夹杂， 钛会因脱氧被还原山 T(C,N)是一种脆而硬的夹杂物，在钢的加工过程 铁水中元素发生氧化反应的顺序)是钛、硅、 中不易变形，因此在夹杂物尺寸相同的条件下，其危锰、磷、碳，向铁水包中加入氧化剂会发生如下反 害远大于其它夹杂物.特别是生产轴承钢、高碳钢应：[T]+(e0)=(Ti0)+[Fe].因取代气体 丝及弹簧钢时，T(C,N)夹杂会使钢的疲劳寿命下 氧，使用矿石或烧结矿等作为固体氧化剂，起到了 降和断头率提高. 降温作用，抑制了碳的氧化，同时在脱钛反应结束 目前冶炼工艺脱钛存在以下问题：1)在转炉和 后进行扒渣，解决了钛的还原问题.为寻求更好的 电炉冶炼过程中，脱钛与脱碳同时进行，随熔池温度 脱钛方法，本文对铁水包脱钛进行了热力学计算 升高，脱钛反应受到抑制；2)当钢水温度提高到一 和实验分析. 定程度时，熔池内会发生钛的还原反应；3)为完成 深脱钛，必需深脱碳，这会使钢水中氧含量增加，使 1脱钛过程中[Ti]一[Si]的平衡关系 钢的成本升高和质量下降；4)在LF炉精炼时，渣中 计算所用铁水(1320℃)成分如表1所示. 收稿日期：20110808

第 33 卷 增刊 1 2011 年 12 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 33 Suppl． 1 Dec． 2011 铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析 吴 巍 倪 冰 刘壮壮 中国钢研科技集团冶金工艺研究所，北京 100081 通信作者，E-mail: wuwei098@ 163． com 摘 要 铁水预处理脱钛已被应用到实际生产中，铁水中的硅、锰、碳、磷在脱钛的同时都存在被氧化的可能． 热力学计算和 热模拟实验表明，铁水温度越低越有利于脱钛反应的进行． 脱钛时，铁水中硅含量随钛含量的变化呈正比例下降，锰、磷含量 变化与钛含量变化关系不大． 铁水中碳的氧化主要受铁水温度影响，温度越高碳越容易氧化． 要做到深脱钛，需要控制得到 更低的铁水硅含量、更低的铁水温度以及抑制碳的氧化． 关键词 铁水预处理; 脱钛; 脱硅; 脱碳 分类号 TF533. 21 Thermodynamic calculation and experimental study of de-titanium in hot metal pretreatment WU Wei ，NI Bing，LIU Zhuang-zhuang Metallurgical Tecnology Institute，China Iron and Steel Research Institute Group，Beijing 100081，China Corresponding author，E-mail: wuwei098@ 163． com ABSTRACT De-titanium of hot metal pretreatment has been applied in the metallurgy industry． Carbon，silicon，manganese，and phosphorus may be oxidized during the process of de-titanium． The thermodynamic calculation and thermal simulation experiment show that low temperature is beneficial for the de-titanium reaction． The content of silicon in hot metal declines proportionally to the content of titanium，while the contents of carbon and manganese change little． The oxidization of carbon in hot metal depends on the tempera￾ture，and the higher the temperature，the easier the oxidization of carbon． To remove more titanium，a lower content of silicon and a lower temperature of hot metal are requisite． Apart from these，it also needs to control the oxidation of carbon． KEY WORDS hot metal pretreatment; de-titanium; desilication; decarburization 收稿日期: 2011--08--08 钢中钛与氮或氧生成 Ti( C． N) 或 TiO2 夹杂， Ti( C，N) 是一种脆而硬的夹杂物，在钢的加工过程 中不易变形，因此在夹杂物尺寸相同的条件下，其危 害远大于其它夹杂物． 特别是生产轴承钢、高碳钢 丝及弹簧钢时，Ti( C，N) 夹杂会使钢的疲劳寿命下 降和断头率提高． 目前冶炼工艺脱钛存在以下问题: 1) 在转炉和 电炉冶炼过程中，脱钛与脱碳同时进行，随熔池温度 升高，脱钛反应受到抑制; 2) 当钢水温度提高到一 定程度时，熔池内会发生钛的还原反应; 3) 为完成 深脱钛，必需深脱碳，这会使钢水中氧含量增加，使 钢的成本升高和质量下降; 4) 在 LF 炉精炼时，渣中 钛会因脱氧被还原［1］． 铁水中元素发生氧化反应的顺序［2］是钛、硅、 锰、磷、碳，向铁水包中加入氧化剂会发生如下反 应: ［Ti］+ ( FeO) (  TiO2 ) + ［Fe］． 因取代气体 氧，使用矿石或烧结矿等作为固体氧化剂，起到了 降温作用，抑制了碳的氧化，同时在脱钛反应结束 后进行扒渣，解决了钛的还原问题． 为寻求更好的 脱钛方法，本文对铁水包脱钛进行了热力学计算 和实验分析． 1 脱钛过程中［Ti］--［Si］的平衡关系 计算所用铁水( 1 320 ℃ ) 成分如表 1 所示． DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2011.s1.011

·26· 北京科技大学学报 第33卷 表1铁水成分质量分数) 平衡时，渣相中Ti02的活度(a(o)=1,渣相中 Table 1 Chemical composition of hot metal Si0,的活度(a(s02）=1,可以得到式(4)~(6)： Si Mn P Ti lg [%Si] =4862/T-0.13 4.480.52 0.210.1150.058 0.10 f·[%Ti (4) 由于铁水中硅含量为0.52%，钛氧化的同时硅 财=∑of] (5) 可能被氧化，即同时发生以下反应： a:=f'w [i] (6) [Si]+[0]=(Si02)s, 式中，ff和分别为铁水中硅元素、钛元素和组元 △Ge=-581900+221.8T] (1) i的活度系数，[%Si]和[%Ti]分别为铁水中硅和 [Ti]+[0=Ti02)(4, 钛的质量分数，为铁水中组元j和组元i的活度相 △G°=-675000+224.38T4 (2) 互作用系数，w]为铁水中组元j的质量分数，a:为 将式(1)和式(2)合并得式(3)： 铁水中组元i的活度.1600℃下铁水中组元的活度 [Ti]+(Si02)(=[Si]+(Ti02)(, 相互作用系数如表2所示，由公式n=183 T △G°=-93100+2.58T (3) 式中，△G°为化学反应的标准吉布斯自由能，J· :购可计算出1320℃下铁水中相关组元的活 mol;T为反应温度，K.以纯物质为标准态，反应 度相互作用系数（见表3） 表21600℃下铁水相关组元的活度相互作用系数3 Table 2 Activity interaction coefficient of the elements in hot metal at 1600C 组元 Si Mn p C 0.140 0.0800 -0.0120 0.0510 0.046 0.0590 Ti -0.165 0.0130 0.0043 -0.0064 -0.110 0.0130 Si 0.180 0.1100 0.0020 0.1100 0.056 0.0100 Mn 0.070 0.0002 0.0000 -0.0035 -0.048 0.0192([%Ti]<2.4%) 表31320℃下铁水相关组元的活度相互作用系数 0.16 Table 3 Activity interaction coefficient of the elements in hot metal at 1 1280气论计算 0.14 1320T理论 320℃ 】360)叫论i 0.12 1400℃现 组元 C Mn Ti 440气谭经 0.10 实测值 C0.1650.094-0.0140.0600.0540.069 0.08 Ti-0.1940.015 0.005-0.008-0.1290.015 0.06 Si0.2120.129 0.0020.1290.0661.446 0.04 Mm-0.0820.000 0.000-0.004-0.056 0.023 0.02 0.00 由式(5)和式(6)计算得出fs为14.45，fn为 .0 0.2 0.4 0.60.8 1.0 1时/% 0.136.取铁水温度T=1320℃，计算得到铁水中氧 化反应硅和铁的平衡值为经骨-78，采用同样 图1不同温度下铁水中钛和硅含量平衡值（质量分数） Fig.I Equilibrium value of titanium and silicon contents in hot metal 方法分别计算出1280、1360、1400、及1440℃铁水 at different temperatures 中硅和钛含量的平衡值，如图1所示.由图1可知， 化验铁水中的钛和硅含量.实验结果如图1所示， 向铁水中加入氧化剂，铁水中钛含量和硅含量呈正 在相同温度范围内，热模拟实验结果与理论计算值 比关系，其直线的斜率受铁水温度影响，铁水温度越 基本一致，说明在感应炉条件下，铁水脱钛基本可以 低，直线斜率越小，越有利于脱钛 达到钛硅理论平衡值. 采用500kg感应炉进行热模拟实验.感应炉加 2 热功率为250kW,升温速度为10℃/min,实验原料 脱钛过程中[Ti]和[Mn]的平衡关系 为200kg生铁.实验开始，当铁水温度达到1300~ 含钛铁水中锰的氧化反应下式所示： 1368℃时，向炉内加入球团矿，待充分反应后，取样 [Mn]+[0=MnO)(g

北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 表 1 铁水成分( 质量分数) Table 1 Chemical composition of hot metal % C Si Mn P S Ti 4. 48 0. 52 0. 21 0. 115 0. 058 0. 10 由于铁水中硅含量为 0. 52% ，钛氧化的同时硅 可能被氧化，即同时发生以下反应: ［Si］+［O］( SiO2 ) ( s) ， ΔG— = － 581 900 + 221. 8T ［3］ ( 1) ［Ti］+［O］( TiO2 ) ( s) ， ΔG— = － 675 000 + 224. 38T ［4］ ( 2) 将式( 1) 和式( 2) 合并得式( 3) : ［Ti］+ ( SiO2 ) ( s) ［Si］+ ( TiO2 ) ( s) ， ΔG— = － 93 100 + 2. 58T ( 3) 式中，ΔG— 为化学反应的标准吉布斯自由能，J· mol － 1 ; T 为反应温度，K． 以纯物质为标准态，反应 平衡时，渣相中 TiO2 的活度( a( TiO2) ) = 1，渣相中 SiO2的活度( a( SiO2) ) = 1，可以得到式( 4) ～ ( 6) : lg { fS ·i ［% Si］ fT ·i ［% Ti］} = 4 862 /T － 0. 13 ( 4) lgfi = ∑ j e j iw［j］ ( 5) ai = fi ·w［i］ ( 6) 式中，fSi、fTi和 fi分别为铁水中硅元素、钛元素和组元 i 的活度系数，［% Si］和［% Ti］分别为铁水中硅和 钛的质量分数，e j i 为铁水中组元 j 和组元 i 的活度相 互作用系数，w［j］为铁水中组元 j 的质量分数，ai为 铁水中组元 i 的活度． 1 600 ℃下铁水中组元的活度 相互作用系数如表 2 所 示，由 公 式 e j i( T) = 1 873 T e j i( 1 873 K) ［4］可计算出 1 320 ℃ 下铁水中相关组元的活 度相互作用系数( 见表 3) ． 表 2 1 600 ℃下铁水相关组元的活度相互作用系数 ej i ［3--6］ Table 2 Activity interaction coefficient of the elements in hot metal at 1 600 ℃ 组元 C Si Mn P S Ti C 0. 140 0. 080 0 － 0. 012 0 0. 051 0 0. 046 0. 059 0 Ti － 0. 165 0. 013 0 0. 004 3 － 0. 006 4 － 0. 110 0. 013 0 Si 0. 180 0. 110 0 0. 002 0 0. 110 0 0. 056 0. 010 0 Mn 0. 070 0. 000 2 0. 000 0 － 0. 003 5 － 0. 048 0. 019 2 ( ［% Ti］＜ 2. 4% ) 表 3 1 320 ℃下铁水相关组元的活度相互作用系数 ej i Table 3 Activity interaction coefficient of the elements in hot metal at 1 320 ℃ 组元 C Si Mn P S Ti C 0. 165 0. 094 － 0. 014 0. 060 0. 054 0. 069 Ti － 0. 194 0. 015 0. 005 － 0. 008 － 0. 129 0. 015 Si 0. 212 0. 129 0. 002 0. 129 0. 066 1. 446 Mn － 0. 082 0. 000 0. 000 － 0. 004 － 0. 056 0. 023 由式( 5) 和式( 6) 计算得出 fSi 为 14. 45，fTi 为 0. 136． 取铁水温度 T = 1 320 ℃，计算得到铁水中氧 化反应硅和钛的平衡值为［% Si］ ［% Ti］= 7. 83． 采用同样 方法分别计算出 1 280、1 360、1 400、及 1 440 ℃ 铁水 中硅和钛含量的平衡值，如图 1 所示． 由图 1 可知， 向铁水中加入氧化剂，铁水中钛含量和硅含量呈正 比关系，其直线的斜率受铁水温度影响，铁水温度越 低，直线斜率越小，越有利于脱钛． 采用 500 kg 感应炉进行热模拟实验． 感应炉加 热功率为 250 kW，升温速度为 10 ℃ /min，实验原料 为 200 kg 生铁． 实验开始，当铁水温度达到 1 300 ～ 1 368 ℃时，向炉内加入球团矿，待充分反应后，取样 图 1 不同温度下铁水中钛和硅含量平衡值( 质量分数) Fig． 1 Equilibrium value of titanium and silicon contents in hot metal at different temperatures 化验铁水中的钛和硅含量． 实验结果如图 1 所示， 在相同温度范围内，热模拟实验结果与理论计算值 基本一致，说明在感应炉条件下，铁水脱钛基本可以 达到钛硅理论平衡值． 2 脱钛过程中［Ti］和［Mn］的平衡关系 含钛铁水中锰的氧化反应下式所示: ［Mn］+［O］( MnO) ( s) ， ·26·

增刊1 吴巍等：铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析 ·27 △G°=-288100+128.3T4 (7) 0.136;取铁水温度T=1320℃，计算得出铁水中钛 将式(7)和式(2)合并得到式(8)： [%c]2 [Ti]+2(Mn0)(=2[Mn]+(Ti0z)(s, 和碳的平衡值为%司 =315.27.采用同样方法分 △G°=-98800-32.22T (8) 别计算出1280、1360、1400及1440℃铁水中的碳 在铁水温度1300~1368℃范围内，式(7)的标 和钛含量的平衡值，如图3所示 准自由能计算公式中常数项负值很大，计算此反应 0.4 ■-1280℃甲论计算 的标准自由能，结果都小于-10J/mol,这说明锰和 -1320哩 03 360℃里论计 氧的结合力很强，铁水中的锰易于生成氧化锰. 400℃里论计算 1440里论计分 式(8)表明，铁水温度越高越有利于钛还原氧化锰 。1360℃实测值 0.2 反应的进行.结合铁水中钛和硅的平衡关系，可知 E 主要是钛和硅决定了渣的氧化性，影响了锰的氧化 .1 0 性.当渣中氧位高时，锰的氧化量增加，反之减少 0 如图2所示，热模拟实验证明，当有硅参加反应时， 相同钛含量下，锰含量变化很大，说明此时钛和锰不 0.1 2 44 存在平衡关系 I/先 0.16 图3不同温度下铁水中钛含量和碳含量（质量分数）的平衡值 0.14 ·实测作 Fig.3 Equilibrium value of titanium and carbon contents in hot met- 0.12 al at different temperatures 0.10 由图3看出，铁水脱钛时，碳的氧化与铁水温度 00s 三06 有直接关系.在相同钛含量情况下，铁水温度越高， 铁水中碳含量越低，即碳的氧化倾向越大.由于铁 0.(4 0.02 水脱钛时温度小于1400℃，碳的氧化不易进行：热 模拟实验表明，在实验温度为1300~1368℃条件 0.05 0.10 015 0.20 下，铁水中碳含量变化不大 Mnl/% 4 图21320℃下铁水中钛含量和锰含量（质量分数）的实测值 脱钛过程中[T]和[P]的平衡关系 Fig.2 Experimental data of titanium and manganese contents in hot 在铁水预处理过程中，磷最晚发生氧化反应，其 metal at1320℃ 反应式如下所示： 2[P]+5[0]=P,0s, 3脱钛过程中[T]和[C]的平衡关系 △G°=-742032+532.71T4 (12) 含钛铁水中碳的氧化反应如下式所示： 2[P]+5[0]+4(Ca0)=(Ca,Pz0), [C]+[0]=C0o, △G°=-346100+145.3T21 (13) △G°=-23400-36.17T4 (9) 式(12)~(13)说明磷与氧结合力相对较弱，只 将式(9)与式(2)合并得式(10)： 有温度很低或有(CaO)参加反应时，铁水脱磷方可 [Ti]+2(C0)(=2[C]+(Ti0,), 进行：脱钛时只加入氧化剂，不具备脱磷条件，脱磷 △G°=-630660+301.00T (10) 反应很难发生，实验证明钛和磷含量变化不存在因 以纯物质为标准态，反应平衡时，渣相中TO2 果关系，因此在脱钛时不用考虑钛和磷的平衡关系， 的活度(a(0)=1,铁水中C0分压(Pco)=1,可以 如图4所示. 得到式(11)： 隆 5结论 =32979/T-15.74(11) (1)热力学计算和热模拟实验表明，铁水温度 式中f和f:为分别为铁水中碳元素和钛元素的活 越低越有利于脱钛反应的进行.脱钛时铁水中硅与 度系数，[%C]为铁水中碳的质量分数.根据表3 钛存在平衡关系，温度越高，平衡值越大.在 中的数据，由式(5)和(6)计算出f为6.29，fn为 1320℃铁水中，硅和钛含量的平衡值为[%Si]/

增刊 1 吴 巍等: 铁水预处理脱钛热力学计算与实验分析 ΔG— = － 288 100 + 128. 3T ［4］ ( 7) 将式( 7) 和式( 2) 合并得到式( 8) : ［Ti］+ 2( MnO) ( s) 2［Mn］+ ( TiO2 ) ( s) ， ΔG— = － 98 800 － 32. 22T ( 8) 在铁水温度 1 300 ～ 1 368 ℃范围内，式( 7) 的标 准自由能计算公式中常数项负值很大，计算此反应 的标准自由能，结果都小于 － 105 J/mol，这说明锰和 氧的结合力很强，铁水中的锰易于生成氧化锰． 式( 8) 表明，铁水温度越高越有利于钛还原氧化锰 反应的进行． 结合铁水中钛和硅的平衡关系，可知 主要是钛和硅决定了渣的氧化性，影响了锰的氧化 性． 当渣中氧位高时，锰的氧化量增加，反之减少． 如图 2 所示，热模拟实验证明，当有硅参加反应时， 相同钛含量下，锰含量变化很大，说明此时钛和锰不 存在平衡关系． 图 2 1 320 ℃下铁水中钛含量和锰含量( 质量分数) 的实测值 Fig． 2 Experimental data of titanium and manganese contents in hot metal at 1 320 ℃ 3 脱钛过程中［Ti］和［C］的平衡关系 含钛铁水中碳的氧化反应如下式所示: ［C］+［O］CO( g) ， ΔG— = － 23 400 － 36. 17T ［4］ ( 9) 将式( 9) 与式( 2) 合并得式( 10) : ［Ti］+ 2( CO) ( g) 2［C］+ ( TiO2 ) ( s) ， ΔG— = － 630 660 + 301. 00T ( 10) 以纯物质为标准态，反应平衡时，渣相中 TiO2 的活度( a( TiO2) ) = 1，铁水中 CO 分压( PCO) = 1，可以 得到式( 11) : lg { f 2 C ·［% C］2 fTi ［% Ti］ } = 32 979 /T － 15. 74 ( 11) 式中 fC和 fTi为分别为铁水中碳元素和钛元素的活 度系数，［% C］为铁水中碳的质量分数． 根据表 3 中的数据，由式( 5) 和( 6) 计算出 fC 为 6. 29，fTi 为 0. 136; 取铁水温度 T = 1 320 ℃，计算得出铁水中钛 和碳的平衡值为［% C］2 ［% Ti］= 315. 27． 采用同样方法分 别计算出 1 280、1 360、1 400 及 1 440 ℃ 铁水中的碳 和钛含量的平衡值，如图 3 所示． 图 3 不同温度下铁水中钛含量和碳含量( 质量分数) 的平衡值 Fig． 3 Equilibrium value of titanium and carbon contents in hot met￾al at different temperatures 由图 3 看出，铁水脱钛时，碳的氧化与铁水温度 有直接关系． 在相同钛含量情况下，铁水温度越高， 铁水中碳含量越低，即碳的氧化倾向越大． 由于铁 水脱钛时温度小于 1 400 ℃，碳的氧化不易进行; 热 模拟实验表明，在实验温度为 1 300 ～ 1 368 ℃ 条件 下，铁水中碳含量变化不大． 4 脱钛过程中［Ti］和［P］的平衡关系 在铁水预处理过程中，磷最晚发生氧化反应，其 反应式如下所示: 2［P］+ 5［O］P2O5( g) ， ΔG— = － 742 032 + 532. 71T ［4］ ( 12) 2［P］+ 5［O］+ 4( CaO) (  Ca4P2O5 ) ， ΔG— = － 346 100 + 145. 3T ［2］ ( 13) 式( 12) ～ ( 13) 说明磷与氧结合力相对较弱，只 有温度很低或有( CaO) 参加反应时，铁水脱磷方可 进行; 脱钛时只加入氧化剂，不具备脱磷条件，脱磷 反应很难发生． 实验证明钛和磷含量变化不存在因 果关系，因此在脱钛时不用考虑钛和磷的平衡关系， 如图 4 所示． 5 结论 ( 1) 热力学计算和热模拟实验表明，铁水温度 越低越有利于脱钛反应的进行． 脱钛时铁水中硅与 钛存 在 平 衡 关 系，温 度 越 高，平 衡 值 越 大． 在 1 320 ℃ 铁水中，硅和钛含量的平衡值为［% Si］/ ·27·

·28· 北京科技大学学报 第33卷 0.16 (5)要做到深脱钛，需要控制更低的铁水硅含 ·实测值 量及更低的铁水温度，同时注意抑制碳的氧化 0.12 参考文献 [1]Zeng X G.Technology control of TiN inclusion precipitation in bearing steel.J Univ Sci Technol Beijing,2009.31(Suppl):145 0.04 (曾新光.轴承钢TN夹杂物析出的控制.北京科技大学学 报，2009,31(Suppl):145) 0 [2]Cheng JX.Commonly Used Chart Data Book of Steelmaking.Bei- 008 0.10 0.12 0.14 PI/强 jing:Metallurgical Industry Press,1984 (陈家祥.炼钢常用图表数据手册.北京：治金工业出版社， 图41320℃下铁水中钛含量和磷含量的关系 1984) Fig.4 Relatio nship between the contents of titanium and phosphorus [3] Wei S K.Metallurgical Process Thermodynamics.Shanghai: in hot metal at1320℃ Shanghai Science Technology Press,1980 [%Ti]=7.83. (魏寿昆.冶金过程热力学.上海：上海科学技术出版社， 1980) (2)钛对锰具有很强的还原性，但锰含量对钛 [4]Huang X H.Metallurgical Principle.Beijing:Metallurgical Indus- 的氧化影响很小，且两者不存在平衡关系 try Press,2004 (3)磷与氧的结合力相对较弱，且只有在 (黄希祜.钢铁治金原理.北京：冶金工业出版社，2004) (CaO)的参与下，铁水脱磷方可进行：脱钛时只加入 [5]Japan Society for the Promotion of Science.Balance Value in Steel- 氧化剂，不具备脱磷条件，脱磷反应很难发生.实验 making Reaction,1984:255 (日本學術振興合.製鋼反恋推薦平衡值（改訂增補）.昭和 证明钛和磷含量变化不存在因果关系. 59年：255) (4)铁水脱钛时，碳的氧化与铁水温度有直接 [6]Ohta H.Sutto H.Activities in Cao-Si02Al2 O3 slag and deoxida- 关系，温度越高碳越容易氧化：在铁水温度低于 tion equilibria of Si and Al.Metall Mater Trans B.1996,27B: 1400℃时，碳基本不发生氧化反应. 943

北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 图 4 1 320 ℃下铁水中钛含量和磷含量的关系 Fig． 4 Relatio nship between the contents of titanium and phosphorus in hot metal at 1 320 ℃ ［% Ti］= 7. 83． ( 2) 钛对锰具有很强的还原性，但锰含量对钛 的氧化影响很小，且两者不存在平衡关系． ( 3) 磷 与 氧 的 结 合 力 相 对 较 弱，且 只 有 在 ( CaO) 的参与下，铁水脱磷方可进行; 脱钛时只加入 氧化剂，不具备脱磷条件，脱磷反应很难发生． 实验 证明钛和磷含量变化不存在因果关系． ( 4) 铁水脱钛时，碳的氧化与铁水温度有直接 关系，温度越高碳越容易氧化; 在铁水温度低于 1 400 ℃时，碳基本不发生氧化反应． ( 5) 要做到深脱钛，需要控制更低的铁水硅含 量及更低的铁水温度，同时注意抑制碳的氧化． 参 考 文 献 ［1］ Zeng X G． Technology control of TiN inclusion precipitation in bearing steel． J Univ Sci Technol Beijing，2009，31( Suppl) : 145 ( 曾新光． 轴承钢 TiN 夹杂物析出的控制． 北京科技大学学 报，2009，31( Suppl) : 145) ［2］ Cheng J X． Commonly Used Chart Data Book of Steelmaking． Bei￾jing: Metallurgical Industry Press，1984 ( 陈家祥． 炼钢常用图表数据手册． 北京: 冶金工业出版社， 1984) ［3］ Wei S K． Metallurgical Process Thermodynamics． Shanghai: Shanghai Science ＆ Technology Press，1980 ( 魏寿昆． 冶金过程热力学． 上海: 上海科学技术出版社， 1980) ［4］ Huang X H． Metallurgical Principle． Beijing: Metallurgical Indus￾try Press，2004 ( 黄希祜． 钢铁冶金原理． 北京: 冶金工业出版社，2004) ［5］ Japan Society for the Promotion of Science． Balance Value in Steel￾making Reaction，1984: 255 ( 日本學術振興會． 製鋼反應推薦平衡值( 改訂增補) ． 昭和 59 年: 255) ［6］ Ohta H，Sutto H． Activities in CaO-SiO2 -Al2O3 slag and deoxida￾tion equilibria of Si and Al． Metall Mater Trans B，1996，27B: 943 ·28·